嗅聞有助于哺乳動物智力發(fā)育
日期：2011-05-23 08:22:20
來自EurekAlert的消息，德州大學(xué)奧斯汀分校，美國自然歷史卡內(nèi)基博物館等處的研究人員在最新發(fā)表的文章中，描述了朝著大且復(fù)雜的腦組織發(fā)育的3個關(guān)鍵性的進(jìn)化步驟，并提出嗅聞有助于哺乳動物智力發(fā)育這一觀點(diǎn)。這一研究成果公布在《》（Science）雜志上。
這項(xiàng)研究得到了美國國立科學(xué)基金會、德克薩斯大學(xué)杰克遜地球科學(xué)學(xué)院及中國國家自然科學(xué)基金會的資助，由卡內(nèi)基博物館的羅哲西教授研究組、德州大學(xué)奧斯汀分校Timothy Rowe研究組和圣瑪麗大學(xué)的Thomas Macrini研究組合作完成。其中羅哲西教授早年畢業(yè)于南京大學(xué)，現(xiàn)為南京大學(xué)的客座教授，其研究組之前曾發(fā)表多篇頂級雜志文章，解析古生物學(xué)研究進(jìn)展。
研究人員利用X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影技術(shù)（CT）重構(gòu)了來自中國的1億9000萬年前的摩根獸和巨顱獸的化石的腦模型或顱腔模型。這些極其細(xì)小的地鼠樣的動物被認(rèn)為是現(xiàn)存哺乳動物的前體或“前-哺乳動物”。
CT技術(shù)是分析脆弱的化石所不可或缺的，因?yàn)樗闪钛芯咳藛T在無須為了暴露顱腔而破壞化石的情況下創(chuàng)制出一個化石性腦腔的精確三維畫面。
在這篇文章中，研究人員耗費(fèi)了數(shù)年的時間在高分辨率X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影機(jī)構(gòu)用CT來掃描了十幾個前哺乳動物腦子的顱腔模型。這些三維的畫面提供了這些化石的腦腔和鼻腔的一個放大了的內(nèi)視圖。研究人員觀察到，在這些前哺乳動物的化石中，其鼻腔及相關(guān)的嗅覺區(qū)域有所增大，同時增大的還有腦中的那些處理嗅覺資訊的區(qū)域。這兩組特征表明，在前哺乳動物中，其嗅覺有所改善。
這項(xiàng)研究還查看了體毛的發(fā)育對腦子尺度的影響。例如，回形針大小的巨顱獸長著皮毛，而與其密切相關(guān)動物的毛皮或皮膚的化石提示摩根獸可能也長有體毛。文章的作者猜測，多毛的早期哺乳動物很快就發(fā)育出了靈敏的觸覺，以及增強(qiáng)了的運(yùn)動協(xié)調(diào)性。
動物的體毛原先并非用于保暖，而是作為一種及其細(xì)小的空中交通控制器，使得前哺乳動物能夠在小縫隙中行進(jìn)并避免受到傷害。文章的作者提出，這種增強(qiáng)的觸覺敏感性最終導(dǎo)致了在哺乳動物腦子的新皮層中復(fù)雜的感覺區(qū)域的形成。
由于新皮層與諸如感官知覺及運(yùn)動指令的產(chǎn)生等作業(yè)有關(guān)，其功能的提高可能會導(dǎo)致早期哺乳動物運(yùn)動技能的精微調(diào)節(jié)及神經(jīng)肌肉的協(xié)調(diào)。在這兩個化石中，其小腦（這是腦中負(fù)責(zé)感覺-運(yùn)動整合的區(qū)域）的尺度生長到如此之大，使得其開始起波紋而形成折疊；這一尺度的增加支持早期哺乳動物已發(fā)展出了高級的神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)的觀念。
與其它種群哺乳動物（如那些叫做犬齒獸的原始爬行動物）化石的腦子顱腔模型進(jìn)行比較之后顯示，摩根獸和巨顱獸的腦子幾乎要比哺乳動物的前體動物的腦子大50%。整體來看，這些結(jié)果提示，早期哺乳動物的探索大量的以氣味占主導(dǎo)的資訊的能力使得它們與即使是它們最近的已經(jīng)滅絕的親族相比也存在著極大的差異。
